C语言字符串常量存贮

[导读]字符串常量，我们经常用到，但是它到底放在哪个存储区呢？是“自动存储区”还是“静态存储区”中？比如：char *pstr="hello world!";这里，"hello world!"是一个字符串常量

字符串常量，我们经常用到，但是它到底放在哪个存储区呢？是“自动存储区”还是“静态存储区”中？

比如：

char *pstr="hello world!";

这里，"hello world!"是一个字符串常量，pstr是在栈中的变量。
我想问，字符串常量，在哪个内存区域分配空间呢？

好像应该不是在“栈区“分配空间吧！

一、预备知识—程序的内存分配
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区（stack）

由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）

一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
3、全局区（静态区）（static）

全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。
4、文字常量区

常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放
5、程序代码区

存放函数体的二进制代码。

二、示例程序

int a = 0; 全局初始化区  
char *p1; 全局未初始化区  
main()  
{  
	int b; 栈  
	char s[] = "abc"; 栈  
	char *p2; 栈  
	char *p3 = "123456"; 123456在常量区，p3在栈上。  
	static int c =0； 全局（静态）初始化区  
	p1 = (char *)malloc(10);  
	p2 = (char *)malloc(20);  
	分配得来得10和20字节的区域就在堆区。  
	strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"
优化成一个地方。  
}

二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式

stack:
由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new运算符如p2 = new char[10]; 但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2 申请后系统的响应

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

2.4申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便. 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

2.5堆和栈中的存储内容

栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

2.6存取效率的比较

char s1[] = "AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA";  
char *s2 = "BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB";

AAAAAAAAAAAAAAAAAAA是在运行时刻赋值的；
而BBBBBBBBBBBB是在编译时就确定的；

但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

比如：

#include  
void main()  
{  
	char a = 1;  
	char c[] = "1234567890";  
	char *p ="1234567890";  
	a = c[1];  
	a = p[1];  
	return;  
}

对应的汇编代码

10: a = c[1];  
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]  
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl  
11: a = p[1];  
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]  
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]  
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。